Cooling-Masters
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Règles Rappel : Ici, ne doit figurer que les réalisations personnelles pour les waterblocks, réservoirs, etc. Pas d'assemblages de pièces achetées dans le commerce !


Demande pour réaliser un Waterblock homemade

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xldrh


Membre
Messages : 229

mardi 14 février 2012 à 16:39:28     
Bonjour à tous,

Je suis ingénieur/physicien à mes heures perdues et j'aurai besoin d'un waterblock homemade pour un projet. Je ne peux le réaliser moi même car je n'ai pas la connaissance, les outils et la place pour le faire.
Je sollicite donc l'aide d'une personne ayant déja pratiquée ce genre de création :

Voila ce que j'aurai besoin :

Il s'agit d'un WB carré de 13x13 cm. Cela peut etre de l'alu ou du cuivre. Dedans, 2 maze distincts pour deux circuit d'eau distincts. Les 4 raccords seront 4 raccords type cannelé, soudés dans le cuivre de façon définitive. La hauteur ne doit pas dépasser 3 cm, voir moins. Une image :
Image
Je n'ai pas besoin d'une bel finition (mais la surface doit etre bien plane), je compte mettre 9 peltiers dessus (ou 6 au pire si la puissance ne peut etre évacué) en 12V. D'où l'interet de deux circuit pour éviter d'avoir de l'eau trop chaude pour les derniers peltiers.

Je suis ouvert à toute propositions si des passionnés se manifestent, je peux payer par avance pour les matériaux.

Merci

Message édité par wilsoncloud le mardi 14 février 2012 à 16:41:38
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lolos


Membre
Messages : 3317

mardi 14 février 2012 à 16:50:44     
QUOTE (wilsoncloud) :

Bonjour à tous,

Je suis ingénieur/physicien à mes heures perdues et j'aurai besoin d'un waterblock homemade pour un projet. Je ne peux le réaliser moi même car je n'ai pas la connaissance, les outils et la place pour le faire.
Je sollicite donc l'aide d'une personne ayant déja pratiquée ce genre de création :

Voila ce que j'aurai besoin :

Il s'agit d'un WB carré de 13x13 cm. Cela peut etre de l'alu ou du cuivre. Dedans, 2 maze distincts pour deux circuit d'eau distincts. Les 4 raccords seront 4 raccords type cannelé, soudés dans le cuivre de façon définitive. La hauteur ne doit pas dépasser 3 cm, voir moins. Une image :
http://wilsoncloud.files.wordpress.com/2012/02/wb.jpg?w=740
Je n'ai pas besoin d'une bel finition (mais la surface doit etre bien plane), je compte mettre 9 peltiers dessus (ou 6 au pire si la puissance ne peut etre évacué) en 12V. D'où l'interet de deux circuit pour éviter d'avoir de l'eau trop chaude pour les derniers peltiers.

Je suis ouvert à toute propositions si des passionnés se manifestent, je peux payer par avance pour les matériaux.

Merci

3 cm c'est trop haut l’écoulement sera laminaire donc l’échange sera pas top.
L'Ours


dry noob (● ̄(エ) ̄ ●)
Messages : 2330

mardi 14 février 2012 à 17:15:53     
Si ton débit est suffisant autant rester sur un circuit unique avec une meilleure absorption de la chaleur.

Ton soucis de refroidissement va surtout être au niveaux du radiateur du circuit je pense, donc je conseillerai un circuit simple avec un radiateur bien dimensionné.

Pour mettre plusieurs peltier, pourquoi ne pas prendre un bloque en cuivre avec une face à coller sur la surface chaude (CPU je pense) et 2-3 autre pour mettre des grappe de peltier en parallèle? Genre un cube avec 5 face recouverte de peltier (suivit de waterblock) et une pour le CPU?
xldrh


Membre
Messages : 229

mardi 14 février 2012 à 17:34:54     
Ok pour les conseils, 3 cm c'est le max, si c'est moins c'est encore mieux car un champ magnétique traversera l'ensemble. Et pourquoi pas un circuit serie aprés tout avec une pompe 1200L/h
Le but c'est d'avoir une surface froide grâce au peltier, pour refroidir de l'air entre autre. Le waterblock sert donc a refroidir la surface chaude des peltiers
L'Ours


dry noob (● ̄(エ) ̄ ●)
Messages : 2330

mardi 14 février 2012 à 18:20:36     
Y a des contrainte à l'usage d'un système à changement de phase?
Rosco


Administrateur
Messages : 25913

mardi 14 février 2012 à 18:59:36     
C'est pour un processeur ou un projet complétement différent ? La contrainte d'encombrement 13x13 ne peut pas changer ? On pourrait penser à un un bloc tout en longueur pour 8 TEC répartis en 4x2 si ça ne gêne pas, le tout avec des ailettes droites d'un bout à l'autre et un embout de chaque côté (ou du même côté si on fait un chemin en U). Une seule pompe suffirait alors amplement car ça serait très peu restrictif. Et du côté froid, il y a quoi ? Puissance des TEC ?

Oorox doit pouvoir usiner ça avec sa CN home-made si ça l'intéresse. Faut s'arranger pour faire un maze simple et éviter le double circuit tant qu'à faire. Pas utile de grimper à 3 cm d'épaisseur, la moitié suffira bien. En cuivre, c'est mieux niveau thermique, mais l'alu suffirait suivant tes contraintes d'efficacité, c'est moins cher et léger, puis plus facile à usiner.

Pour les raccords cannelés, au lieu de braser, autant les visser vu qu'ils sont faits pour ça, mais faut voir le diamètre requis car ça conditionnera l'épaisseur de la plaque si on ne fait pas de décrochement ou autre pour minimiser l'épaisseur de l'ensemble. Sinon autant utiliser un bout de tube de cuivre et un serflex pour tenir le tuyau, c'est plus aisé à braser.
Sk_rmouche


Apprenti Aigri
Messages : 17296

mardi 14 février 2012 à 19:04:44     
Les vrais, ils brasent, ils ne vissent pas
OrOoX


AFK ? Késako ? :D
Messages : 9050

mardi 14 février 2012 à 20:13:18     
Merci de penser à moi Rosco, mais pour l'instant la fraiseuse est HS pour cause thermométrique

Maintenance prévu ^^
kissagogo27


Méchant Vieux Râleur
Messages : 27352

mardi 14 février 2012 à 20:37:19     
t'as grillé kwa ? avoue
OrOoX


AFK ? Késako ? :D
Messages : 9050

mardi 14 février 2012 à 21:04:18     
On va dire que ça cause des températures très basses qu'ont a eu, elle zappait 2 - 3 mm
xldrh


Membre
Messages : 229

mardi 14 février 2012 à 21:04:31     
Ah oui c'est vrai pour les raccords cannelés, vu l'épaisseur du WB, le filetage passera trop juste. Donc effectivement, on peut mettre juste des tuyaux en cuivre auxquel il y aura juste a mettre des serres joint pour les tuyaux plastiques

Pour le système à changement de phase, j'ai demandé l'avis de "before" de ixtremtek.com que vous devez connaitre ici =). C'est pour passer à de plus grande surface, mais pour plus tard.

A quoi va me servir tout ça : pardonnez cette parenthése

Il existe un principe physique trés simple qui permet de reveler les interactions des particules nucléaire avec la matiere, ce sont les chambres a brouillard a diffusion. Elle recquiert seulement une plaque froide entre -30 et -80°C, une enceinte hermétique entourant cette plaque, et de l'alcool isopropylique qui puisse se condenser dessus (on met l'alcool au dessus de l'enceinte).
Image
L'alcool passe naturellement par sa pression de vapeur à l'etat de vapeur lorsque déposé sous forme liquide dans des éponges à alcool situées en haut de l'enceinte. Les vapeurs d'alcool en contact avec la plaque froide se condensent et forme un brouillard. Mais une certaine partie des vapeurs restent...à l'état de vapeur au dessus de la plaque froide, et entrent dans un état métastable. Elles sont toujours à l'état de vapeur, mais cet état étant thermodynamiquement interdit de par la température du milieu (un gaz refroidit devrait se condenser) elles sont instables.
Cette couche de vapeur métastable supersaturée mesure quelques mm de hauteur. Une perturbation va suffire (comme un skieur et une avalanche) à faire revenir ces vapeurs instables dans un état stable : l'état liquide. Et pour cela la perturbation sera le passage d'une particule nucléaire.
Celles ci en traversant le milieu instable, (ou tout autre milieu) céde de l'énergie à la matière en créant des ions. Ces ions, et c'est ce qu'a découvert Wilson à la fin du 19°s, agissent comme des sites de nucléations, c'est à dire comme des perturbations locale. Les vapeurs métastable se condensent alors subitement là ou se trouvent les ions, c'est à dire là où est passé la particule. Le trajet de la particule est donc matérialisé par des milliers de goutelettes d'alcools.
On peut ainsi voir le parcours de toutes les particules chargées (e-,e+,proton,muon+/-) traversant la chambre, car les particules neutres ne dépose peu/pas d'énergie au milieu, et donc ne crée pas d'ions.


ex :
Image
La premiere image sont des particules alpha en gros plans. Les autres sont un peu plus exotique (rayonnement cosmique).
Image
Ceci est une annihilation gamma. Les 2 particules crées , soit un electron et un positon, sont déviés dans deux sens différents grâce à la présence d'un champ magnétique sous la plaque froide (aimant permanent) : d'ou l'interet d'avoir un systeme "plaque froide" le plus fin possible pour perdre le moins de champ (varie en 1/r3).

en vrai (vidéo que j'ai réalisé) :
http://www.youtube.com/watch?v=86vI2N1RPpM

Photo de quelques de mes dispositifs

Image

Tout l'art consiste donc à créer une surface froide approchant les -30°C. Le seul moyen rapide et simple est donc les peltiers. Refroidit à air avec des heatsink cpu, leur surface froide, lorsque utilisé par couple, permet d'obtenir les températures requise. Probléme pour les dispositifs à air : impossible de créer des surfaces plus grande en largeur (si j'approche deux rad cote a cote, la surface ne sera qu'un rectangle ) :
ex en accolant deux hyper212+
Image
La surface froide disponible sera donc un rectangle :
Image

et pour voir des interactions nucléaire qui sont complétement aléatoire, il vaut mieux avoir une surface carré et la plus grande possible. Donc à air on est limité technologiquement (à part le faire soi meme mais il faut avoir l'espace dispo). Par contre avec des WB on contourne le probléme :

Focus sur la machine watercooled :
Image
Image
glace (on pose du plastique noire sur les peltiers pour l'étanchéité, et la couleur pour le contraste avec l'éclairage pour bien révéler les particules) :
Image
Image
Image

Donc on peut augmenter la surface en largeur/longueur avec des WB, en les disposant cote a cote. Le probleme, c'est que les peltiers c'est pas le must pour augmenter la surface d'interaction (conso EDF), car un peltier consomme 12V@6Amps !

Je me suis arrété de moi meme sur ce projet par manque de temps (et de retour à la raison) :
Image
car elle aurait pompé plus de 120 ampéres. Acheté plus de 2keur de matos (alim, wc, 100 peltiers) un peu pour rien, c'est.. "en attente" (non je ne suis pas riche)

Un autre fait important, c'est que les peltiers ne peuvent refroidir que leur propre surface. Si sur un peltier standart de 4*4 cm j'ai -30°C, et que je veuille une surface froide plus grande on penserai qu'il suffirait de mettre une plaque d'alu/cuivre/ect de 10x10 cm (ou moins), et par conduction la température sera proche de celle du peltier himself. Non, la température de la plaque tombera à... -10°C (en gros) soit pas assez pour obtenir la métastabilité. (il faut -20°C en fait, mais plus c'est froid et meilleur est l'épaisseur de la couche supersaturé, donc la qualité des tracés)

Bref jusque la pas trop de probleme apparent avec les peltiers et les WB (à part la conso). Le probleme c'est la pérenité. J'ai acheté des masses (25 à peu prés) d'alphacool gp2x A/N ect... et plus personne ne fabrique des chips WB car les CG actuels sont carrement différente.
Donc si on veut construire des cloud chambers dans X années c'est pas possible de se baser sur le marché et les WB existant. Et puis il faut aussi dire que c'est de la merde. Oui le plexi c'est de la merde. J'ai explosé une dizaine de WB qui se sont cracké au bout de plusieurs mois. Recemment, sur ma machine watercooled, par les grands froids de ces derniers temps, deux de mes wb ont cracké. Plastique fendu, fuite, HS. Et pourtant, ils étaient juste collés à la superglue (pas de reaction chimique) depuis des mois sur une plaque d'alu. Mais ils ont explosé suite à une contrainte thermique : alu au contact du plexi, et 100W de peltier au dessus, j'ai entendu plusieurs crack, faut tout detruire et tout recommencer. Meme en ayant favorisé des raccords PnC pour ne pas faire de contrainte avec le plexi. Je suis en train de remplacer les deux wb fendu par deux nouveau de mes stocks. En pensant que dans X mois, j'aurai le meme probleme, donc c'est pour cela que je veux tester l'homemade.

Ainsi j'ai besoin d'un WB de 13x13 cm. L'idée est de mettre 9 peltiers sur ce wb (4x4 cm unitaire, soit surface de 12x12cm, arrondis à 13x13cm). Si il n'est pas possible que le wb puisse evacuer la puissance de 9WB, je n'en mettrai que 6 (comme sur ma machine actuel), le but étant de péreniser un peu mieux ma machine avec un wb homemade full soudure fiable.
On peut aussi penser d'utiliser 8 tec en longueurs en 4x2 comme pensé par Rosco. Mais naturellement je tends vers les surfaces carrés.

Et donc la prochaine étape, ce sont les dod, qui permettront de donner des surface proche... du m² (labo, musée, 50keur) mais ça, ça ne presse pas.
Pour l'instant je monte un site discret qui parle de ces machines, dans quelques mois cela sera opérationnelle
Sk_rmouche


Apprenti Aigri
Messages : 17296

mardi 14 février 2012 à 21:11:57     
Joli travail, j'avais entendu parler de ce concept de chambre, mais j'avais pas poussé la reconnaissance au point de m'informer sur le but et l'utilité de ces dernières, merci d'avoir partagé !

Concernant la production de froid, pour descendre bas en température tu peux essayer une cascade de peltier, mais le rendement reste ( et c'est même encore pire en cascade ) calamiteux, heureusement que la charge thermique est plutôt faible.

Un DoD au R404a ferait bien mieux le job, mais ça implique de construire le circuit frigo sur mesure évidemment et bruit/vibrations au rdv.
L'Ours


dry noob (● ̄(エ) ̄ ●)
Messages : 2330

mardi 14 février 2012 à 21:15:12     
Vu les contrainte d'espace je propose de placer un bloque de cuivre "conique/pyramidale" avec sa grande surface en contacte avec l'alcool et sa petite surface en contacte avec un évaporateur de cascade. La cascade descendant à -100° environ, selon l'isolation et la forme du cone les -30 devrait être à l'arrivée.

Sinon utilise de l'azote liquide ou de la neige carbonique si tu n'a pas de contrainte sur la durée. Si tu veux juste faire des film de quelques minutes c'est parfait je pense.
Tu dois bien connaitre quelqu'un qui peut en avoir gratuitement. Si t'es sur Genève je peux chercher de mon coté.

Message édité par L'Ours le mardi 14 février 2012 à 21:16:25
kissagogo27


Méchant Vieux Râleur
Messages : 27352

mardi 14 février 2012 à 21:20:02     
m'en doutait que c'était une chambre a vapeur d'alcool
xldrh


Membre
Messages : 229

mardi 14 février 2012 à 21:34:16     
Oui j'utilise déja des cascades de peltiers (2 en fait, par couple) pour obtenir -40°C à peu prés. La plupart des photos ne montrent qu'un seul étage de peltier.
Je cherche en fait à éviter les contraintes d'approvisionnement de glace carbonique. Pour observer des événements rares, il faut un temps d'utilisation important, donc continu.
L'ours ton idée est intéressante. Je pensais aussi mettre tout simplement une plaque d'alu sur l'évapo de la cascade, en esperant que toute la plaque soit dans les -30. Mais je ne sais pas comment cela se comporte en vrai. Il se passe quoi si on met une plaque d'alu de 1mm d'épaisseur dimensions feuille A4 pour commencer, sur l'évapo d'une cascade à-100°C ?
kissagogo27


Méchant Vieux Râleur
Messages : 27352

mardi 14 février 2012 à 22:09:21     
ben si P négligeable a dissiper donc T° ~ -100

donc il faudra bien isoler ^^
Sk_rmouche


Apprenti Aigri
Messages : 17296

mardi 14 février 2012 à 22:12:06     
Grave.

Concernant ces températures, c'est pas grave si on est en dessous du point de fusion de ton isopropanol ?
Rosco


Administrateur
Messages : 25913

mardi 14 février 2012 à 22:27:36     
QUOTE (kissagogo27) :

m'en doutait que c'était une chambre a vapeur d'alcool

Vu le pseudo, me suis aussi demandé . J'avais déjà vu un forumer en faire une sur un forum FR il me semble...

Avec un DOD, ça serait bien et nettement + facile effectivement. On pourrait augmenter assez fortement la surface d'expérience en augmentant simplement la taille du bloc dessiné au 1er post qui est tout à fait adapté dans ce cas là et de son maze qui servira d'évaporateur. La plaque seule sur l'évapo, pourquoi pas par simplicité, mais la température ne va pas être homogène. La forme conique est mieux en termes de distribution mais ça implique une certaine hauteur, donc de la masse et aussi une résistance thermique importante. Il n'y a que peu de puissance à absorber, juste les pertes avec l'ambiant qu'on réduira autant que possible avec l'isolation, donc pas bien difficile à maintenir une grande surface à basse T° et c'est bien + rentable électriquement.

Message édité par Rosco le mardi 14 février 2012 à 22:29:57
xldrh


Membre
Messages : 229

mercredi 15 février 2012 à 00:59:47     
QUOTE :

Concernant ces températures, c'est pas grave si on est en dessous du point de fusion de ton isopropanol ?

L'isopropanol se solidifie à -88 °C
La plupart des cloud chamber utilise de la carboglace à -77°C et ça marche "bien" donc on peut travailler a ces températures theoriquement. Mais je n'ai jamais observé de prés la qualité des tracés à ces températures (turbulence?)...
Je sais que les modéles du commerce ont une plaque froide à une température beaucoup plus raisonnable (palais de la decouverte): -30°C. Il faudra que j'expérimente entre -30 et -80 les avantages (changement de densité des vapeurs donc effet sur le temps d'apparition des tracés)

L'avantage d'avoir une plaque seule avec un point froid centrale c'est que l'on peut placer des aimants au plus prés de la surface (quelques mm) et donc obtenir des champs d'une intensité inégalé pour les amateurs, ce qui peut conduire à des resultats surprenant (déviation d'un faisceau de muon ou d'alpha energétique)

Concernant les dod je n'ai aucune connaissances. Mais en voyant vos suggestions ici un profile se dessine : l'évapo aurait la dimension du waterblock, et je n'aurai plus qu'a mettre ma plaque d'alu dessus. Meme si la température de la plaque n'est pas homogéne, tant qu'elle reste aux extrémités à -30 cela marchera, aux turbulences des vapeurs prés. Une fois la plaque froide obtenu le reste je sais faire (champ électrique, enceinte, eclairage, anodisation, pompe peristaltique d'alcool).
Mais bon pour l'instant je reste encore dans ma phase "watercooling" simple avant de trouver quelqu'un qui puisse me fabriquer un dod =)
Zytrahus


:ouch:
Messages : 20039

mercredi 15 février 2012 à 02:55:44     
PMed
xldrh


Membre
Messages : 229

jeudi 16 février 2012 à 11:52:56     
J'ai trouvé un forumeur US qui à accepté de réaliser un waterblock. Je remercie surtout Zytrahus qui m'a proposé son aide via une intervention de Swiftech vraiment intéressante.

Le waterblock aura un corps en plastique Delrin où sera fait le maze (environs 80 cm). La base du waterbock sera du cuivre de 3 mm d'épaisseur.
Pensez vous que ce waterblock puisse absorber la puissance de 9 TEC de 100W chacun ?
Il est clair qu'un WB full cuivre pourrait le faire mais le coùt serait colossale.
kissagogo27


Méchant Vieux Râleur
Messages : 27352

jeudi 16 février 2012 à 12:00:48     
dissiper 900W bien sûr, mais il nous manque une donnée , a quelle température d'eau

on peut dissiper 900W avec une eau a 80° comme avec une eau a 20° en sortie du WB
si le maze est bien fait et peu restrictifs, un bon radiateur pour évacuer les calories avec une bonne ventilation , on aura une eau pas trop éloignée de T° ambiant ... faut calculer ça avec les Delta T de tes TECS en cascade pour une t° connue coté face froide , ça te donnera une t° maxi de la plaque chaude a avoir ..
xldrh


Membre
Messages : 229

jeudi 16 février 2012 à 12:28:31     
Exact =)
Temperature de l'eau 35°C maxi, pas plus, refroidis avec 2 rad 360mm
Image
Le maze sera celui ci (la le corps est en cuivre, mais ça sera du plastique avec un couvercle cuivre).
Sk_rmouche


Apprenti Aigri
Messages : 17296

jeudi 16 février 2012 à 14:20:33     
Sacré morceau cet échangeur
Rosco


Administrateur
Messages : 25913

jeudi 16 février 2012 à 14:51:55     
QUOTE (wilsoncloud) :

Le waterblock aura un corps en plastique Delrin où sera fait le maze (environs 80 cm). La base du waterbock sera du cuivre de 3 mm d'épaisseur.

Ca veut dire que la seule surface mouillée utile est celle de la plaque de cuivre là où ce n'est pas couvert par les ailettes usinées dans le Delrin : y a pas d'ailettes ni rien pour augmenter la surface ou perturber l'écoulement correctement -> efficacité bof. Autant faire le maze dans un bloc d'alu si le cuivre est trop cher...
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